(57)【要約】【課題】ＬＮＧが蒸発するときに発生する膨張力を有効利用することで、エアコンシステムを稼働するのに必要なエネルギを低減する。【解決手段】エアコンシステム（３）は、コンプレッサ（３１）で圧縮した冷媒を凝縮器（３３）、膨張弁（３５）、蒸発器（３６）の順に流通させ、蒸発器（３６）において冷媒と空調用空気との間で熱交換を行う冷凍サイクル（３０）と、燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発するときの蒸発潜熱により空調用空気あるいは冷媒を冷却することでエアコンシステム（３）の冷房能力を補助する冷房補助手段（２６、２７）と、燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発して膨張するときの膨張力を動力として取り出す膨張機（２４）と、膨張機（２４）によって取り出された動力をコンプレッサ（３１）に伝達する動力伝達経路（４０）と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１）と、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という。）を燃料供給通路（２２）を介して前記エンジン（１）に供給する燃料供給システム（２）とを備えたＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）であって、
コンプレッサ（３１）で圧縮した冷媒を凝縮器（３３）、膨張弁（３５）、蒸発器（３６）の順に流通させ、前記蒸発器（３６）において前記冷媒と空調用空気との間で熱交換を行う冷凍サイクル（３０）と、
前記燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発するときの蒸発潜熱により前記空調用空気あるいは前記冷媒を冷却することで前記エアコンシステム（３）の冷房能力を補助する冷房補助手段（２６、２７）と、
前記燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発して膨張するときの膨張力を動力として取り出す膨張機（２４）と、
前記膨張機（２４）によって取り出された動力を前記コンプレッサ（３１）に伝達する動力伝達経路（４０）と、
を備えることを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【請求項２】
前記動力伝達経路（４０）上にモータジェネレータ（３２）を備え、前記燃料供給システム（２）が停止しているとき前記モータジェネレータ（３２）を力行させて前記コンプレッサ（３１）を駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【請求項３】
前記動力伝達経路（４０）上であって前記膨張機（２４）と前記モータジェネレータ（３２）との間にクラッチ（４２）を備え、
前記モータジェネレータ（３２）を力行させて前記コンプレッサ（３１）を駆動するときに、前記クラッチ（４２）を解放して前記モータジェネレータ（３２）から前記膨張機（２４）への動力の伝達を遮断する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【請求項４】
前記クラッチ（４２）がワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項３に記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【請求項５】
前記膨張機（２４）によって取り出された動力の少なくとも一部を利用して発電を行うよう前記モータジェネレータ（３２）を制御する、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【請求項６】
前記コンプレッサ（３１）が可変容量式のコンプレッサであり、
前記エアコンシステム（３）が稼働していないときに前記コンプレッサ（３１）を最小容量に制御する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という。）を燃料とするＬＮＧ自動車のエアコンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ自動車は天然ガスを液体の状態で貯蔵するので、燃料タンクが同一容量であれば圧縮天然ガス自動車（ＣＮＧ自動車）に比べて貯蔵可能な天然ガスの量が多く、ＣＮＧ自動車よりも長距離走行が可能である。
【０００３】
ＬＮＧは燃料タンク内に約−１６０℃の極低温で貯蔵される。特許文献１では、この点に着目し、燃料タンクからエンジンに供給されるＬＮＧと冷凍サイクルの冷媒との間で熱交換を行わせ、ＬＮＧの蒸発潜熱により冷媒を冷却することで、エアコンシステムの冷房能力を補助するようにしている。この構成によれば、エアコンシステムを稼働するのに必要なエネルギを低減することができる。
【特許文献１】特開２００６−２６４５６８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＮＧは、燃料タンクからエンジンに供給される過程で蒸発し膨張する。このときＬＮＧは膨張力を発生するのであるが、特許文献１に開示される技術ではこの膨張力を有効利用していない。
【０００５】
本発明は、この点に着目してなされたもので、ＬＮＧが蒸発するときに発生する膨張力を有効利用することで、エアコンシステムを稼働するのに必要なエネルギをさらに低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、エンジン（１）と、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という。）を燃料供給通路（２２）を介して前記エンジン（１）に供給する燃料供給システム（２）とを備えたＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）であって、コンプレッサ（３１）で圧縮した冷媒を凝縮器（３３）、膨張弁（３５）、蒸発器（３６）の順に流通させ、前記蒸発器（３６）において前記冷媒と空調用空気との間で熱交換を行う冷凍サイクル（３０）と、前記燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発するときの蒸発潜熱により前記空調用空気あるいは前記冷媒を冷却することで前記エアコンシステム（３）の冷房能力を補助する冷房補助手段（２６、２７）と、前記燃料供給通路（２２）に設けられ、ＬＮＧが蒸発して膨張するときの膨張力を動力として取り出す膨張機（２４）と、前記膨張機（２４）によって取り出された動力を前記コンプレッサ（３１）に伝達する動力伝達経路（４０）と、を備えることを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記動力伝達経路（４０）上にモータジェネレータ（３２）を備え、前記燃料供給システム（２）が停止しているとき前記モータジェネレータ（３２）を力行させて前記コンプレッサ（３１）を駆動する、ことを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記動力伝達経路（４０）上であって前記膨張機（２４）と前記モータジェネレータ（３２）との間にクラッチ（４２）を備え、前記モータジェネレータ（３２）を力行させて前記コンプレッサ（３１）を駆動するときに、前記クラッチ（４２）を解放して前記モータジェネレータ（３２）から前記膨張機（２４）への動力の伝達を遮断する、ことを特徴とする請求項２に記載のＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記クラッチ（４２）がワンウェイクラッチであることを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【００１０】
第５の発明は、第２から第４の発明において、前記膨張機（２４）によって取り出された動力の少なくとも一部を利用して発電を行うよう前記モータジェネレータ（３２）を制御する、ことを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【００１１】
第６の発明は、第１から第５の発明において、前記コンプレッサ（３１）が可変容量式のコンプレッサであり、前記エアコンシステム（３）が稼働していないときに前記コンプレッサ（３１）を最小容量に制御する、ことを特徴とするＬＮＧ自動車のエアコンシステム（３）である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、ＬＮＧが蒸発するときの蒸発潜熱により空調用空気あるいは冷媒が冷却され、エアコンシステムの冷房能力が補助されるので、エアコンシステムを稼働させるのに要するエネルギ（コンプレッサをエンジンで駆動するエアコンシステムにあってはコンプレッサの駆動に消費されるエンジンの動力、コンプレッサをモータ（モータジェネレータ含む）で駆動するエアコンシステムにあってはモータの消費電力、以下同じ）を低減することができる。加えて、ＬＮＧが蒸発して膨張するときの膨張力によりコンプレッサを駆動できるので、エアコンシステムを稼働させるのに要するエネルギをさらに低減することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、燃料供給システムの動作状態に関係なくエアコンシステムを稼働させることができ、エンジンが停止したアイドルストップ状態であっても冷房を継続することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、燃料供給システムが停止していてモータジェネレータを力行させてコンプレッサを駆動するときに、膨張機が連れ回ることによる損失、すなわち、モータジェネレータの消費電力の増加を抑えることができる。
【００１５】
第４の発明によれば、燃料供給システムが停止していてモータジェネレータを力行させてコンプレッサを駆動するときにクラッチが自動的に解放されるので、エアコンシステムの制御系を簡略化することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、膨張機によって取り出された動力に余裕があるときや当該動力がコンプレッサの駆動に必要でないときに、モータジェネレータで発電することができる。そして、モータジェネレータでコンプレッサを駆動するときにはこの発電された電力を利用することができ、エアコンシステムを稼働するのに必要なエネルギをさらに低減することができる。
【００１７】
第６の発明によれば、エアコンシステムが稼働していないにもかかわらずコンプレッサが冷媒を圧縮し続けることによる損失を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係るエアコンシステム３を搭載したＬＮＧ自動車の概略構成を示している。同車両には、ＬＮＧを燃料とするエンジン１と、エンジン１にＬＮＧを供給する燃料供給システム２と、車室内の空気の温度を調整するエアコンシステム３とが設けられている。
【００２０】
まず、燃料供給システム２の構成について説明する。
【００２１】
燃料供給システム２は、燃料タンク２１と、燃料タンク２１から燃料供給通路２２を介してＬＮＧが送られる燃料噴射ユニット２３とを備える。
【００２２】
燃料タンク２１はＬＮＧを約−１６０℃の極低温で貯蔵するタンクである。
【００２３】
燃料供給通路２２には、膨張機２４、三方弁２５、膨張弁２６、蒸発器２７が燃料タンク２１側から順に直列に設けられている。また、燃料供給通路２２の三方弁２５が設けられている位置（以下、「分岐位置」という。）からは、バイパス通路２８が分岐している。バイパス通路２８は膨張弁２６、蒸発器２７をバイパスし、燃料供給通路２２の蒸発器２７よりも燃料噴射ユニット２３側に接続する通路である。
【００２４】
膨張機２４は、燃料タンク２１から送られてきたＬＮＧをその一部を蒸発させることで膨張させ、そのときの膨張力を動力として取り出すタービン型の膨張機である。膨張機２４の出力軸は、減速機４１、クラッチ４２、モータジェネレータ３２を介してエアコンシステム３のコンプレッサ３１の入力軸に接続されている。減速機４１、クラッチ４２、モータジェネレータ３２の各回転軸が膨張機２４とコンプレッサ３１との間の動力伝達経路４０を構成し、膨張機２４によって取り出された動力は動力伝達経路４０を介してコンプレッサ３１に伝達される。
【００２５】
減速機４１は、膨張機２４の出力回転速度を、コンプレッサ３１及びモータジェネレータ３２の許容入力回転速度よりも低い回転速度まで減速する変速機である。
【００２６】
クラッチ４２は、膨張機２４側からモータジェネレータ３２側にのみ動力を伝達可能なワンウェイクラッチである。クラッチ４２は電磁式クラッチでもよいが、この場合、クラッチ４２の締結・解放をエアコンコントローラ６０により制御する必要がある。
【００２７】
三方弁２５は、ＬＮＧを膨張弁２６、蒸発器２７に流す位置（以下、「冷房補助位置」という。）とバイパス通路２８に流す位置（以下、「バイパス位置」という。）とを弁体に接続される三方弁切換用モータ２９によって切り換える弁である。
【００２８】
膨張弁２６は、ＬＮＧを膨張させてその温度を下げる弁である。蒸発器２７は、車室内に空調用空気を導入する通路５０の途中に配置され、ＬＮＧと空調用空気との間で熱交換を行わせ、ＬＮＧの蒸発潜熱により空調用空気を冷却する熱交換器であり、これによってエアコンシステム３の冷房能力を補助する（膨張弁２６と蒸発器２７が本発明の「冷房補助手段」に対応）。
【００２９】
燃料噴射ユニット２３はＬＮＧを気化する気化器とインジェクタにより構成される。燃料噴射ユニット２３は、エンジンコントローラ８０からの制御信号を受けて、ＬＮＧを気化して得られる天然ガスを所定のタイミング・噴射時間をエンジン１の吸気通路またはシリンダ内に噴射する。
【００３０】
次に、エアコンシステム３の構成について説明する。
【００３１】
エアコンシステム３は、コンプレッサ３１と、凝縮器３３と、リキッドタンク３４と、膨張弁３５と、蒸発器３６と、これらを直列に接続する冷媒通路３７とで構成される冷凍サイクル３０を備える。冷媒通路３７には、Ｒ１３４ａ等の冷媒が充填されている。
【００３２】
コンプレッサ３１は、斜板ピストン式のコンプレッサであり、膨張機２４から動力伝達経路４０を介して伝達される動力あるいはモータジェネレータ３２を力行させたときの動力によって回転駆動される。コンプレッサ３１の斜板に作用する吸入圧力を制御バルブ３８により調整すると、斜板の角度が連続的に変化してピストンストロークが変化し、コンプレッサ３１の容量を変更することができる。
【００３３】
コンプレッサ３１にはモータジェネレータ３２が接続されている。バッテリ４３からモータジェネレータ３２に電力を供給すればモータジェネレータ３２が力行し、その動力によってコンプレッサ３１を駆動することができる。モータジェネレータ３２は膨張機２４から動力伝達経路４０を介して伝達される動力を利用して発電することもでき、モータジェネレータ３２が発電した電力はバッテリ４３に蓄えられる。
【００３４】
凝縮器３３は、コンプレッサ３１から送られてきた冷媒を外気と熱交換させる熱交換器であり、コンプレッサ３１で圧縮された冷媒の温度を下げ、液化させる。リキッドタンク３４は、凝縮器３３から送られてきた冷媒を気液分離し、液相の冷媒のみ膨張弁３５に送る。
【００３５】
膨張弁３５は、リキッドタンク３４から送られてきた冷媒を減圧膨張させる弁であり、冷媒を低温低圧の霧状にする。
【００３６】
蒸発器３６は、車室内に空調用空気を導入する通路５０の途中であって蒸発器２７の下流に配置され、ＬＮＧと空調用空気との間で熱交換を行わせる熱交換器であり、蒸発器２７で冷却された空調用空気をさらに冷却する。空調用空気は図示しないヒーターによって必要に応じて加温され、車室内へと導入される。
【００３７】
エアコンシステム３はエアコンコントローラ６０によって制御される。エアコンコントローラ６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置６２と、入力インターフェース６３と、出力インターフェース６４と、これらを相互に接続するバス６５とから構成される。
【００３８】
入力インターフェース６３には、エアコンスイッチ７１、温度設定スイッチ７２、室内温度センサ７３、バッテリ電圧センサ７４等の出力信号等が入力される。
【００３９】
エアコンスイッチ７１は車室内のセンターコンソールに設けられ、エアコンシステム３の稼働状態を切り換えることができるスイッチである。温度設定スイッチ７２は同じくセンターコンソールに設けられ、運転者が所望の温度を設定することができるスイッチである。室内温度センサ７３は車室内の所定の位置に設けられ、車室内の空気の温度を検出するセンサである。バッテリ電圧センサ７４はバッテリ４３に設けられ、バッテリ４３の端子間電圧を検出するセンサである。エアコンコントローラ６０には、この他、エンジン１を制御するエンジンコントローラ８０から、燃料噴射ユニット２３からエンジン１へのＬＮＧ噴射流量を示す信号が入力される。
【００４０】
記憶装置６２には、後述するエアコンシステム３の制御プログラム（図３）、同プログラムで使用される各種テーブル（図４〜図６）が格納されている。
【００４１】
ＣＰＵ６１は、記憶装置６２に格納されている制御プログラムを読み出して実行し、入力インターフェース６３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して制御信号を生成し、生成した制御信号を出力インターフェース６４を介して三方弁切換用モータ２９、モータジェネレータ３２、制御バルブ３８に出力する。ＣＰＵ６１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置６２に適宜格納される。
【００４２】
図３は、記憶装置６２に格納されているエアコンシステム３の制御プログラムのフローチャートである。これを参照しながらエアコンコントローラ６０の制御内容の詳細について説明する。
【００４３】
ステップＳ１では、燃料供給システム２が動作中か停止中か判断する。燃料供給システム２が停止中（例えば、エンジン１が停止するアイドルストップ中）である判断した場合はステップＳ２に進み、動作中であると判断した場合はステップＳ６に進む。
【００４４】
ステップＳ２では、三方弁切換用モータ２９により三方弁２５をバイパス位置に切り換える。これは燃料供給システム２が停止しているときは、ＬＮＧの蒸発潜熱を利用してエアコンシステム３の冷房能力を補助することができないからである。
【００４５】
ステップＳ３では、エアコンスイッチ７１からの出力信号に基づきエアコンシステム３が稼働中か判断する。
【００４６】
エアコンスイッチ７１がＯＦＦでエアコンシステム３が稼働していない場合は、エアコンシステム３を制御する必要がなく、また、燃料供給システム２が停止しているためＬＮＧの膨張力を利用してモータジェネレータ３２を駆動して発電することもできないので、この場合はそのまま処理を終了する。
【００４７】
これに対し、エアコンスイッチ７１がＯＮでエアコンシステム３が稼働中であると判断した場合はステップＳ４に進む。
【００４８】
ステップＳ４では、室内温度センサ７３により検出された室内温度ＴＭＰと温度設定スイッチ７２により設定された設定温度ＴＭＰＳＥＴとの差に基づき、室内温度ＴＭＰを設定温度ＴＭＰＳＥＴまで下げるのに必要なコンプレッサ３１の回転速度（以下、「コンプレッサ必要回転速度ＣＲ」という。）を図４に示すテーブルを参照して算出する。
【００４９】
ステップＳ５では、モータジェネレータ３２を回転速度がステップＳ４で設定したコンプレッサ必要回転速度ＣＲとなるようにモータジェネレータ３２を回転速度制御する。これにより、室内温度ＴＭＰが設定温度ＴＭＰＳＥＴに制御される。なお、このとき、クラッチ４２がワンウェイクラッチであるので、モータジェネレータ３２の動力は膨張機２４に伝達されず、膨張機２４が連れ回ることはない。
【００５０】
一方、ステップＳ１で燃料供給システム２が動作中であると判断した場合に進むステップＳ６では、ステップＳ３同様に、エアコンスイッチ７１からの出力信号に基づきエアコンシステム３が稼働中か判断する。エアコンスイッチ７１がＯＮでエアコンシステム３が稼働中である場合はステップＳ７に進む。エアコンスイッチ７１がＯＦＦでエアコンシステム３が稼働中でない場合はステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、三方弁切換用モータ２９により三方弁２５を冷房補助位置に切り換える。これにより、ＬＮＧを膨張弁２６、蒸発器２７に流して蒸発器２７を流れる空調用空気を冷却し、エアコンシステム３の冷房能力を補助する。
【００５２】
ステップＳ８では、室内温度センサ７３により検出された室内温度ＴＭＰと温度設定スイッチ７２により設定された設定温度ＴＭＰＳＥＴとの差に基づき、室内温度ＴＭＰを設定温度ＴＭＰＳＥＴまで下げるのに必要なコンプレッサ３１の動力（以下、「コンプレッサ必要動力ＣＰ」という、）を図５に示すテーブルを参照して算出する。
【００５３】
ステップＳ９では、エンジンコントローラ８０から入手したＬＮＧ噴射流量に基づき、膨張機２４から動力伝達経路４０を介してコンプレッサ３１に伝達可能な動力（以下、「タービン動力ＴＰ」という。）を図６に示すテーブルを参照して算出する。
【００５４】
ステップＳ１０では、タービン動力ＴＰがコンプレッサ必要動力ＣＰよりも大きいか判断し、大きい場合はステップＳ１１へ、大きくない場合はステップＳ１３に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、バッテリ４３が満充電か判断する。バッテリ４３が満充電かの判断は、バッテリ４３の端子間電圧に基づき行う。
【００５６】
バッテリ４３が満充電であると判断した場合はそのまま処理を終了する。これはバッテリ４３の過充電を防止するためである。この状態では、膨張機２４からの動力はそのままコンプレッサ３１に伝達され、コンプレッサ３１の駆動に用いられる。なお、このときコンプレッサ３１に伝達される動力がコンプレッサ必要動力ＣＰ以上となるので、制御バルブ３８によりコンプレッサ３１の斜板の角度を変更してコンプレッサ３１の容量を下げ、室内温度ＴＭＰが設定温度ＴＭＰＳＥＴに制御されるようにする。
【００５７】
ステップＳ１１でバッテリ４３が満充電でないと判断した場合は、ステップＳ１２に進み、モータジェネレータ３２の発電負荷をタービン動力ＴＰからコンプレッサ必要動力ＣＰを減じた値に設定する。そして、タービン動力ＴＰの一部を利用してモータジェネレータ３２により発電し、モータジェネレータ３２が発電した電力によりバッテリ４３を充電する。タービン動力ＴＰの残り（＝コンプレッサ必要動力ＣＰ）はコンプレッサ３１に伝達されてコンプレッサ３１の駆動に用いられ、これにより、室内温度ＴＭＰが設定温度ＴＭＰＳＥＴに制御される。
【００５８】
ステップＳ１０でタービン動力ＴＰがコンプレッサ必要動力ＣＰよりも大きくないと判断した場合に進むステップＳ１３では、ステップＳ４同様に、室内温度センサ７３により検出された室内温度ＴＭＰと温度設定スイッチ７２により設定された設定温度ＴＭＰＳＥＴとの差に基づき、室内温度ＴＭＰを設定温度ＴＭＰＳＥＴまで下げるのに必要なコンプレッサ３１の回転速度（以下、「コンプレッサ必要回転速度ＣＲ」という。）を図４に示すテーブルを参照することで算出する。
【００５９】
ステップＳ１４では、モータジェネレータ３２の回転速度がステップＳ１３で設定したコンプレッサ必要回転速度ＣＲとなるように、モータジェネレータ３２を回転速度制御し、これにより室内温度ＴＭＰが設定温度ＴＭＰＳＥＴに制御される。なお、膨張機２４の出力回転速度が高い場合はクラッチ４２を介してその回転がモータジェネレータ３２に入力される場合もあるが、モータジェネレータ３２の回転速度は回転速度制御によりコンプレッサ必要回転速度ＣＲに制御される。
【００６０】
ステップＳ６でエアコンスイッチ７１がＯＦＦでエアコンシステム３が稼働中でないと判断した場合に進むステップＳ１５では、エアコンシステム３の補助が不要なので、三方弁切換用モータ２９により三方弁２５をバイパス位置に切り換える。また、コンプレッサ３１により冷媒を圧縮する必要がないので、制御バルブ３８によりコンプレッサ３１の斜板の角度を変更し、コンプレッサ３１の容量を最小にする。
【００６１】
ステップＳ１６では、ステップＳ１１同様にバッテリ４３が満充電か判断し、バッテリ４３が満充電であると判断した場合はそのまま処理を終了する。これはバッテリ４３の過充電を防止するためである。
【００６２】
バッテリ４３が満充電でないと判断した場合はステップＳ１７に進み、ステップＳ９同様に、ＬＮＧ噴射流量に基づきタービン動力ＴＰを図６に示すテーブルを参照して算出する。
【００６３】
ステップＳ１８では、モータジェネレータ３２の発電負荷をタービン動力ＴＰに設定する。そして、タービン動力ＴＰを利用してモータジェネレータ３２により発電し、モータジェネレータ３２が発電した電力によりバッテリ４３を充電する。コンプレッサ３１の容量が最小になっているので、タービン動力ＴＰがコンプレッサ３１で消費されるのが抑えられ、タービン動力ＴＰの略全てをモータジェネレータ３２での発電に利用することができる。
【００６４】
続いて上記エアコンシステム３の作用効果について説明する。
【００６５】
上記構成によれば、ＬＮＧが蒸発するときの蒸発潜熱により空調用空気が冷却され、エアコンシステム３の冷房能力が補助されるので、エアコンシステム３を稼働させるのに要するエネルギ（コンプレッサをエンジンで駆動するエアコンシステムにあってはコンプレッサの駆動に消費されるエンジンの動力、コンプレッサをモータ（モータジェネレータ含む）で駆動するエアコンシステムにあってはモータの消費電力、以下同じ）を低減することができる。加えて、ＬＮＧが蒸発して膨張するときの膨張力によりコンプレッサ３１を駆動できるので、エアコンシステム３を稼働させるのに要するエネルギをさらに低減することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、蒸発器２７と蒸発器３６をこの順で直列に配置しているが、蒸発器２７と蒸発器３６の配置の順序は逆でもよい。また、これらを並列に配置し、空調用空気の一部を蒸発器２７により、残りを蒸発器３６により冷却するようにしてもよい。あるいは、ＬＮＧをエアコンシステム３の凝縮器３３あるいは別途設けられる熱交換器に導いて冷媒を冷却し、これによってエアコンシステム３の冷房能力を補助するようにしてもよい。
【００６７】
また、動力伝達経路４０上にモータジェネレータ３２を備え、燃料供給システム２が停止しているとき、モータジェネレータ３２を力行させてコンプレッサ３１を駆動するようにした。これにより、燃料供給システム２の動作状態に関係なくエアコンシステム３を稼働させることができ、エンジン１が停止したアイドルストップ状態であっても冷房を継続することができる。
【００６８】
また、動力伝達経路４０上であって膨張機２４とモータジェネレータ３２との間にクラッチ４２を備え、モータジェネレータ３２を力行させてコンプレッサ３１を駆動するときに、クラッチ４２を解放してモータジェネレータ３２から膨張機２４への動力の伝達を遮断するようにした。これにより、ＬＧＮ供給システム２が停止していてモータジェネレータ３２を力行させてコンプレッサ３１を駆動するときに、膨張機２４が連れ回ることによる損失、すなわち、モータジェネレータ３２の消費電力の増加を抑えることができる。また、クラッチ４２をワンウェイクラッチとしたことで、このときのクラッチ４２の解放が自動的に行われるので、エアコンシステム３の制御系を簡略化することができる。
【００６９】
また、エアコンシステム３が膨張機２４によって取り出された動力の少なくとも一部を利用して発電を行うようモータジェネレータ３２を制御するようにした。これにより、膨張機２４によって取り出された動力に余裕があるときや当該動力がコンプレッサ３１の駆動に必要でないときに、モータジェネレータ３２で発電することができる。そして、モータジェネレータ３２でコンプレッサ３１を駆動するときにはこの発電した電力を利用することができ、エアコンシステム３を稼働するのに必要なエネルギをさらに低減することができる。
【００７０】
また、コンプレッサ３１を可変容量式のコンプレッサとし、エアコンシステム３が稼働していないときに、コンプレッサ３１を最小容量に制御するようにした。これにより、エアコンシステム３が稼働していないにもかかわらずコンプレッサ３１が冷媒を圧縮し続けることによる損失を抑えることができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係るエアコンシステム３を備えたＬＮＧ自動車の概略構成図である。
【図２】エアコンコントローラ６０の概略構成図である。
【図３】エアコンシステム３の制御プログラムのフローチャートである。
【図４】コンプレッサ必要回転速度ＣＲを算出するテーブルである。
【図５】コンプレッサ必要動力ＣＰを算出するテーブルである。
【図６】タービン動力ＴＰを算出するテーブルである。
【符号の説明】
【００７３】
１    エンジン
２    燃料供給システム
３    エアコンシステム
２２  燃料供給通路
２４  膨張機
２６  膨張弁（冷房補助手段）
２７  蒸発器（冷房補助手段）
３１  コンプレッサ
３２  モータジェネレータ
３３  凝縮器
３５  膨張弁
３６  蒸発器
４０  動力伝達経路
４２  クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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